JPS644614B2 - - Google Patents
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- JPS644614B2 JPS644614B2 JP13732081A JP13732081A JPS644614B2 JP S644614 B2 JPS644614 B2 JP S644614B2 JP 13732081 A JP13732081 A JP 13732081A JP 13732081 A JP13732081 A JP 13732081A JP S644614 B2 JPS644614 B2 JP S644614B2
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- Japan
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- molten steel
- tip
- sublance
- optical fiber
- light
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/66—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence
- G01N21/67—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence using electric arcs or discharges
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は銑鉄又は鋼等の精煉及び鋳造工程等に
おいて、溶鉄又は溶鋼等の表面と電極棒との間で
放電を行なわせて発光を励起させ、これを光フア
イバーで分光分析器に伝送して自動的に溶鉄又は
溶鋼等の分析を行なうようになした分析法に関す
るものである。
おいて、溶鉄又は溶鋼等の表面と電極棒との間で
放電を行なわせて発光を励起させ、これを光フア
イバーで分光分析器に伝送して自動的に溶鉄又は
溶鋼等の分析を行なうようになした分析法に関す
るものである。
一般に、銑鉄又は鋼の精錬及び鋳造工程等にあ
つては、溶鉄又は溶鋼成分情報に基くコントロー
ルを適宜行なつて精錬的中率の向上、歩留の向
上、全製鋼時間の短縮等を図るようにしている。
従来のこの種溶鉄又は溶鋼成分情報をキヤツチす
る手段としては、たとえば転炉吹錬においては、
カーボンデイタミネータ法とサンプリング・分析
法がある。カーボンデイタミネータ法は、溶鋼を
小容器にサンプリングし、溶鋼の凝固温度を熱電
対を用いて測定し、予め作製されたカーボン含有
量と凝固温度との対比表からカーボン含量を推定
するものである。ところが、この場合には元素と
してカーボンのみしか得られず、また熱電対の測
温誤差がカーボンの測定誤差の影響を及ぼす欠点
があり、更にはサンプリング後から凝固完了まで
約十数秒間要する欠点があつた。尚、サンプリン
グ後から凝固完了までの時間は、長くなる程溶鋼
温度の低下を来たし、能率の低下となるものであ
る。一方、サンプリング・分析法は、たとえばサ
ブランスの先端に装着したプローブ（通常は耐熱
紙管内に納められた小容器）で溶鋼をサンプリン
グし、これをエアシユート等で分析室に送り、該
分析室で既に凝固体となつたサンプル（溶鋼試
料）を切断してその切断面を研磨し、研磨面に対
する高エネルギー照射時の発光を分光分析器で分
析するものである。この場合には、ほとんどの元
素を精度良く分析できるという利点はあるもの
の、サンプリング後から分析完了まで数分要する
欠点があり、また予備処理としての切断、研磨作
業に要する手間とこれに従事する作業員を要して
いた。しかも上記作業に要する切断機や研磨機等
の設備並びにサンプルを分析室に搬送するための
エアシユート等の設備を要し、全体としての設備
も大型化する等の欠点があつた。
つては、溶鉄又は溶鋼成分情報に基くコントロー
ルを適宜行なつて精錬的中率の向上、歩留の向
上、全製鋼時間の短縮等を図るようにしている。
従来のこの種溶鉄又は溶鋼成分情報をキヤツチす
る手段としては、たとえば転炉吹錬においては、
カーボンデイタミネータ法とサンプリング・分析
法がある。カーボンデイタミネータ法は、溶鋼を
小容器にサンプリングし、溶鋼の凝固温度を熱電
対を用いて測定し、予め作製されたカーボン含有
量と凝固温度との対比表からカーボン含量を推定
するものである。ところが、この場合には元素と
してカーボンのみしか得られず、また熱電対の測
温誤差がカーボンの測定誤差の影響を及ぼす欠点
があり、更にはサンプリング後から凝固完了まで
約十数秒間要する欠点があつた。尚、サンプリン
グ後から凝固完了までの時間は、長くなる程溶鋼
温度の低下を来たし、能率の低下となるものであ
る。一方、サンプリング・分析法は、たとえばサ
ブランスの先端に装着したプローブ（通常は耐熱
紙管内に納められた小容器）で溶鋼をサンプリン
グし、これをエアシユート等で分析室に送り、該
分析室で既に凝固体となつたサンプル（溶鋼試
料）を切断してその切断面を研磨し、研磨面に対
する高エネルギー照射時の発光を分光分析器で分
析するものである。この場合には、ほとんどの元
素を精度良く分析できるという利点はあるもの
の、サンプリング後から分析完了まで数分要する
欠点があり、また予備処理としての切断、研磨作
業に要する手間とこれに従事する作業員を要して
いた。しかも上記作業に要する切断機や研磨機等
の設備並びにサンプルを分析室に搬送するための
エアシユート等の設備を要し、全体としての設備
も大型化する等の欠点があつた。
本発明は、従来行なわれている分析法の上記欠
点に鑑み、それらの欠点を解決課題として創作さ
れたものである。そして本発明の要旨とするとこ
ろは、転炉、取鍋その他の精煉用容器内でサブラ
ンスを用いて行なう溶融鉄・鋼等の分析法であつ
て、先端部に溶鋼表面感知用小電極及び発光用電
極を設け且つガス噴射口及び光フアイバー端を臨
ませたサブランスを前記精煉用容器内へ挿入降下
させ、前記ガス噴射口から不活性ガスを噴射する
ことにより前記サブランス直下のスラグを排除し
て溶鋼表面を露出させ、前記溶鋼表面感知用小電
極の先端が溶鋼表面に達した時点で前記発光用電
極に高電圧を印加することにより溶鋼表面との間
にスパーク放電発光を励起させ、前記励起された
発光を前記光フアイバー端に受光せしめて該受光
を分光分析器へ伝送するところにある。
点に鑑み、それらの欠点を解決課題として創作さ
れたものである。そして本発明の要旨とするとこ
ろは、転炉、取鍋その他の精煉用容器内でサブラ
ンスを用いて行なう溶融鉄・鋼等の分析法であつ
て、先端部に溶鋼表面感知用小電極及び発光用電
極を設け且つガス噴射口及び光フアイバー端を臨
ませたサブランスを前記精煉用容器内へ挿入降下
させ、前記ガス噴射口から不活性ガスを噴射する
ことにより前記サブランス直下のスラグを排除し
て溶鋼表面を露出させ、前記溶鋼表面感知用小電
極の先端が溶鋼表面に達した時点で前記発光用電
極に高電圧を印加することにより溶鋼表面との間
にスパーク放電発光を励起させ、前記励起された
発光を前記光フアイバー端に受光せしめて該受光
を分光分析器へ伝送するところにある。
上記要旨に係る本発明によれば、転炉その他の
精煉用容器内での精煉過程中に、試料を採取処理
する等の操作を行なうことなしに溶鋼等の分析が
可能となるので、分析時間の短縮と分析作業の自
動化を図ることができ、よつて精煉操業における
完全自動制御の実現に寄与し得るものである。
精煉用容器内での精煉過程中に、試料を採取処理
する等の操作を行なうことなしに溶鋼等の分析が
可能となるので、分析時間の短縮と分析作業の自
動化を図ることができ、よつて精煉操業における
完全自動制御の実現に寄与し得るものである。
以下に本発明の方法を図面に示す実施例に基づ
いて説明すると次の通りである。
いて説明すると次の通りである。
第１図は本発明の方法を転炉吹練作業に適用し
た場合の全体を示すシステム図である。同図にお
いて、１は転炉、２は分析管としてのサブランス
である。該サブランス２の先端面（図面では下端
面）中央部には、第２図に示すように銀又はタン
グステン等よりなる発光用の電極棒３が螺合され
ている。電極棒３の先端は、円錐状をなし、サブ
ランス２の先端面より下方に突出している。また
サブランス２の先端面には、電極棒３の周囲にガ
ス体の噴射口４が複数個開口されている。該噴射
口４は連通路５並びにこれに連続するホース６を
介してガスの供給源（図示せず）に連通してい
る。７はサブランス２の先端側外周面に嵌合固着
されてなる治具であつて、その取換えは自在であ
る。治具７は、例えば耐熱紙を所定の肉厚に巻装
してなる管状のものであり、その管壁内に光フア
イバー８と溶鋼表面感知用の小電極棒９が埋設さ
れている。光フアイバー８の先端は、前記発光用
電極棒３の先端側に対向するように、治具７の内
壁面に露出し、また後端はコネクタ１０を介して
分析室の分光分析器１１に連続する光フアイバー
１２に連結されている。小電極棒９は、治具７の
先端面より下方に突出し、前記発光用の電極棒３
よりも、所定長さだけ下方に長く設定されてい
る。該小電極棒９並びに発光用の電極棒３は、電
源回路１３に接続されている。１４は、サブラン
ス昇降用のモータを制御する回路、１５は分光分
析器１１のデータを表示する表示器、１６は上記
分光分析器１１で得られたデータを基準にして転
炉吹練作業全体の工程管理を行なうコンピユータ
である。
た場合の全体を示すシステム図である。同図にお
いて、１は転炉、２は分析管としてのサブランス
である。該サブランス２の先端面（図面では下端
面）中央部には、第２図に示すように銀又はタン
グステン等よりなる発光用の電極棒３が螺合され
ている。電極棒３の先端は、円錐状をなし、サブ
ランス２の先端面より下方に突出している。また
サブランス２の先端面には、電極棒３の周囲にガ
ス体の噴射口４が複数個開口されている。該噴射
口４は連通路５並びにこれに連続するホース６を
介してガスの供給源（図示せず）に連通してい
る。７はサブランス２の先端側外周面に嵌合固着
されてなる治具であつて、その取換えは自在であ
る。治具７は、例えば耐熱紙を所定の肉厚に巻装
してなる管状のものであり、その管壁内に光フア
イバー８と溶鋼表面感知用の小電極棒９が埋設さ
れている。光フアイバー８の先端は、前記発光用
電極棒３の先端側に対向するように、治具７の内
壁面に露出し、また後端はコネクタ１０を介して
分析室の分光分析器１１に連続する光フアイバー
１２に連結されている。小電極棒９は、治具７の
先端面より下方に突出し、前記発光用の電極棒３
よりも、所定長さだけ下方に長く設定されてい
る。該小電極棒９並びに発光用の電極棒３は、電
源回路１３に接続されている。１４は、サブラン
ス昇降用のモータを制御する回路、１５は分光分
析器１１のデータを表示する表示器、１６は上記
分光分析器１１で得られたデータを基準にして転
炉吹練作業全体の工程管理を行なうコンピユータ
である。
次に以上のように構成した実施例に基づいて第
１図乃至第４図を参照して本発明の分析法を説明
する。
１図乃至第４図を参照して本発明の分析法を説明
する。
転炉１内において、メインランス（図示せず）
によつて所定の純酸素吹込作業が完了すると、工
程管理を行なうコンピユータ１６は、サブランス
昇降用のモータを制御する回路１４に信号を送
り、サブランス２を降下させる。サブランス２に
あつては、その先端面に開設されてなる噴射口４
よりガス供給源からのガス体（この場合はアルゴ
ンガスを使用している）を噴射しているので、サ
ブランス２がスラグ１７に近づくにつれ、第３図
に示すように上記噴射ガスがスラグ１７の吹き飛
ばし始める。そして、治具７の先端部がスラグ１
７と干渉しないだけのスペースをスラグ１７に穿
ち、溶鋼１８の表面１８ａを露出させる。サブラ
ンス２の降下が更に進行し、小電極棒９の先端が
溶鋼表面１８ａに達すると、該小電極棒９が電気
的に短絡し、小電極棒９から溶鋼１８及び転炉１
のアース棒１９を通つて大地へ流れる回路が形成
される。電源回路１３は、上記短絡を感知してサ
ブランス昇降用モータの制御回路１４に信号を出
力して、サブランス２の下降動作を上昇動作に切
換え、これと同時に発光用電極棒３に高圧を印加
する。これにより、発光用電極棒３の先端と溶鋼
表面１８ａとの間にスパーク放電が行なわれ、溶
鋼１８において発光が励起される。光フアイバー
８は、その時の発光を受光し、光フアイバー１２
を介して分析室の分光分析器１１に伝送する。分
光分析器１１は上記発光のスペクトルより元素の
種類及び量並びに温度等を検知し、これを表示器
１５に表示させると共に、吹錬作業の全工程管理
を行なうコンピユータ１６に送つて、予じめ設定
された目標値との比較を行ない、目標値に到達し
ておれば吹錬作業の完了となし、また目標値以下
であれば目標値までの残りの吹錬作業を指示す
る。
によつて所定の純酸素吹込作業が完了すると、工
程管理を行なうコンピユータ１６は、サブランス
昇降用のモータを制御する回路１４に信号を送
り、サブランス２を降下させる。サブランス２に
あつては、その先端面に開設されてなる噴射口４
よりガス供給源からのガス体（この場合はアルゴ
ンガスを使用している）を噴射しているので、サ
ブランス２がスラグ１７に近づくにつれ、第３図
に示すように上記噴射ガスがスラグ１７の吹き飛
ばし始める。そして、治具７の先端部がスラグ１
７と干渉しないだけのスペースをスラグ１７に穿
ち、溶鋼１８の表面１８ａを露出させる。サブラ
ンス２の降下が更に進行し、小電極棒９の先端が
溶鋼表面１８ａに達すると、該小電極棒９が電気
的に短絡し、小電極棒９から溶鋼１８及び転炉１
のアース棒１９を通つて大地へ流れる回路が形成
される。電源回路１３は、上記短絡を感知してサ
ブランス昇降用モータの制御回路１４に信号を出
力して、サブランス２の下降動作を上昇動作に切
換え、これと同時に発光用電極棒３に高圧を印加
する。これにより、発光用電極棒３の先端と溶鋼
表面１８ａとの間にスパーク放電が行なわれ、溶
鋼１８において発光が励起される。光フアイバー
８は、その時の発光を受光し、光フアイバー１２
を介して分析室の分光分析器１１に伝送する。分
光分析器１１は上記発光のスペクトルより元素の
種類及び量並びに温度等を検知し、これを表示器
１５に表示させると共に、吹錬作業の全工程管理
を行なうコンピユータ１６に送つて、予じめ設定
された目標値との比較を行ない、目標値に到達し
ておれば吹錬作業の完了となし、また目標値以下
であれば目標値までの残りの吹錬作業を指示す
る。
尚、通常2000Åよりも小さい波長の光は、雰囲
気に酸素があるとこれに吸収されるという性質が
あるが、本発明の場合には、上記スパーク放電中
であつても、ガス体（この場合はアルゴンガス）
の噴射を連続して行つているので、サブランス２
の先端と溶鋼表面１８ａとの間の雰囲気を空気と
置換してアルゴンガスで充満させることができ、
従つて、波長λが2000Åよりも小さい、例えば
Ｃ、Ｐ、Ｓ等の元素の光を減衰させることなく、
アルゴンガスを介して光フアイバー８に伝達する
ことができる。これにより、Ｃ、Si、Mn、Ｐ、
Ｓ等の各元素の分析が容易に行なえるものであ
る。
気に酸素があるとこれに吸収されるという性質が
あるが、本発明の場合には、上記スパーク放電中
であつても、ガス体（この場合はアルゴンガス）
の噴射を連続して行つているので、サブランス２
の先端と溶鋼表面１８ａとの間の雰囲気を空気と
置換してアルゴンガスで充満させることができ、
従つて、波長λが2000Åよりも小さい、例えば
Ｃ、Ｐ、Ｓ等の元素の光を減衰させることなく、
アルゴンガスを介して光フアイバー８に伝達する
ことができる。これにより、Ｃ、Si、Mn、Ｐ、
Ｓ等の各元素の分析が容易に行なえるものであ
る。
実験によれば、サブランス２の降下開始から分
析結果を得るまでに費した時間はわずかに15秒で
あつた。この事からも本発明の方法がいかに優れ
ているか明らかである。
析結果を得るまでに費した時間はわずかに15秒で
あつた。この事からも本発明の方法がいかに優れ
ているか明らかである。
ところで、上記実施例は転炉吹錬の場合である
が、本発明の方法が上記具体的な設備に限定され
るものでなく、また取鍋精煉や鋳造工程時等の溶
鋼又は溶鉄等の分析にも適用可能であることは言
うまでもない。
が、本発明の方法が上記具体的な設備に限定され
るものでなく、また取鍋精煉や鋳造工程時等の溶
鋼又は溶鉄等の分析にも適用可能であることは言
うまでもない。
以上説明したように、本発明に係る鉄・鋼等の
分析法は、先端部に溶鋼表面感知用小電極及び発
光用電極を設け且つガス噴射口及び光フアイバー
端を臨ませたサブランスを、転炉、取鍋その他の
精煉用容器内へ挿入し、スラグを排除した露出溶
鋼表面との間で放電発光励起させ、該発光を光フ
アイバーで受光して分析室の分光分析器へ伝送す
るようにしたから、試料を採取し準備処理する措
置を構ずることなしに瞬時に分析が行なえ、分析
に要する時間の短縮が著しい。また従来のように
サンプルを切断したり、研磨する作業並びにその
人員が不要であり、そのうえ鋼等の精煉操業にお
ける完全自動制御化に寄与し得る。更にはサンプ
ルを分析室に搬送するためのエアーシユート等の
大掛りな装置が不要で、コスト的にも有利であ
る。
分析法は、先端部に溶鋼表面感知用小電極及び発
光用電極を設け且つガス噴射口及び光フアイバー
端を臨ませたサブランスを、転炉、取鍋その他の
精煉用容器内へ挿入し、スラグを排除した露出溶
鋼表面との間で放電発光励起させ、該発光を光フ
アイバーで受光して分析室の分光分析器へ伝送す
るようにしたから、試料を採取し準備処理する措
置を構ずることなしに瞬時に分析が行なえ、分析
に要する時間の短縮が著しい。また従来のように
サンプルを切断したり、研磨する作業並びにその
人員が不要であり、そのうえ鋼等の精煉操業にお
ける完全自動制御化に寄与し得る。更にはサンプ
ルを分析室に搬送するためのエアーシユート等の
大掛りな装置が不要で、コスト的にも有利であ
る。
第１図は本発明の方法を転炉吹錬に適用した場
合を示す全体のシステム図、第２図はサブランス
先端の要部拡大縦断面図、第３図はサブランスの
降下途中を示すその先端の要部拡大縦断面図で、
第４図は発光を励起させた状態を示すサブランス
先端の要部拡大縦断面図である。 ２……分析管体（サブランス）、３……電極棒、
８，１２……光フアイバー、１８ａ……溶鋼表
面。
合を示す全体のシステム図、第２図はサブランス
先端の要部拡大縦断面図、第３図はサブランスの
降下途中を示すその先端の要部拡大縦断面図で、
第４図は発光を励起させた状態を示すサブランス
先端の要部拡大縦断面図である。 ２……分析管体（サブランス）、３……電極棒、
８，１２……光フアイバー、１８ａ……溶鋼表
面。
Claims (1)
- １ 転炉、取鍋その他の精煉用容器内で、サブラ
ンスを用いて行なう溶融鉄・鋼等の分析法であつ
て、先端部に溶鋼表面感知用小電極及び発光用電
極を設け且つガス噴射口及び光フアイバー端を臨
ませたサブランスを前記精煉用容器内へ挿入降下
させ、前記ガス噴射口から不活性ガスを噴射する
ことにより前記サブランス直下のスラグを排除し
て溶鋼表面を露出させ、前記溶鋼表面感知用小電
極の先端が溶鋼表面に達した時点で前記発光用電
極に高電圧を印加することにより溶鋼表面との間
にスパーク放電発光を励起させ、前記励起された
発光を前記光フアイバー端に受光せしめて該受光
を分光分析器へ伝送することを特徴とする鉄・鋼
等の分析法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13732081A JPS5838841A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 鉄・鋼等の分析法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13732081A JPS5838841A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 鉄・鋼等の分析法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5838841A JPS5838841A (ja) | 1983-03-07 |
| JPS644614B2 true JPS644614B2 (ja) | 1989-01-26 |
Family
ID=15195918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13732081A Granted JPS5838841A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 鉄・鋼等の分析法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5838841A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61234340A (ja) * | 1985-04-10 | 1986-10-18 | Yuuwa Sangyo Kk | 非接触に依る液体及び粘体の濃度等の測定器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4931678A (ja) * | 1972-07-27 | 1974-03-22 | ||
| GB1444255A (en) * | 1973-06-19 | 1976-07-28 | British Steel Corp | Apparatus for and methods of the electrical discharge analysis of metalarticles |
-
1981
- 1981-08-31 JP JP13732081A patent/JPS5838841A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5838841A (ja) | 1983-03-07 |
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